在石油工业领域,多相混输泵作为油气混输的主要动力设备之一,其输送介质为气液两相及各种杂质的多相流混合物,气相含量往往超过常规泵输送介质的工作范围,因此多相混输泵必须具有泵和压缩机的两种功能。由于在不同工况下多相混输泵内的流动机理不同,导致多相混输泵内部的水力激振特性不同,特别是在偏设计工况下多相混输泵内由于流场的变化引起的水力激振现象更为明显。可见,多相混输泵的气液混输性能对该泵连续可靠运行至关重要。因此,多相混输泵内部流动特性对混输泵运转时的稳定性影响至关重要。为了探索多相混输泵的内部流动、水力激振和振动模态等特性,本文主要采用数值计算的方法对多相混输泵内部流动特性展开分析,并从流固耦合角度对混输泵增压单元的叶轮与导叶的可靠性进行较为深入的分析,包括多相混输泵叶片应力应变的变化规律、转子振型及固有频率的变化规律等。本文的主要研究内容和成果如下:1)多相混输泵内气液两相流动规律研究研究了不同液相粘度及含气率对增压单元内的流线分布、流速分布、静压分布的影响。研究表明,在不同流量下液相粘度越大多相混输泵的扬程越小、轴功率越大、水力效率越小,且随着液相粘度的增加最高效率点向小流量方向移动;随着粘度的增加,叶轮出口处的轴向漩涡强度先增大后减小;随着含气率的增加增压单元内的轴向旋涡逐渐减小,导叶内的压力分布更为均匀。2)多相混输泵叶轮和导叶流域叶片的应力应变分布规律研究为了研究叶片表面的应力应变变化规律,系统的分析了介质粘度、流量及含气率对多相混输泵叶片应力应变的影响。研究发现叶轮内的最大应力主要集中在叶片进口靠近轮毂处,最大变形发生在叶片进口靠近轮缘处;导叶内的最大应力和最大变形均发生在叶片的进出口靠近轮缘的位置;随着流量、粘度的增加叶片的等效应力及变形量逐渐变大,而随着含气率的增加逐渐减小。3)多相混输泵振动模态特性分析为了对多相混输泵的模态特性进行研究,选取有预应力及无预应力下的模态进行对比分析,并在不同轴向约束距离下对其各阶模态及临界转速进行分析。研究发现,预应力对多相混输泵转子固有频率的影响较小,而轴向约束距离对多相混输泵的固有频率影响较大;在有预应力的情况下,转子的固有频率较大,无预应力时转子的固有频率较小;多相混输泵转子固有频率和临界转速均随着轴向间距比的增大而增大。